[發明專利]半導體發光元件及其制造方法

無效

• 申請號: 201410080036.5
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN104037286A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 木村重哉;名古肇;布上真也
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32;H01L33/00;H01S5/34
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 肖靖

相關申請的交叉引用

本申請基于2013年3月7日申請的日本專利申請No.2013-046008并要求其優先的利益，該申請的全部內容通過引用包含于此。

技術領域

在此描述的實施方式一般地涉及半導體發光元件及其制造方法。

背景技術

諸如氮化鎵（GaN）等的III-V族氮化物半導體被應用于諸如發光二極管（LED）、激光二極管（LD）等的半導體發光元件。期望提升這類半導體發光元件的效率。

發明內容

本發明的實施方式的目的在于解決以上的問題。

根據一個實施方式，半導體發光元件包括n型的第一半導體層、p型的第二半導體層和發光單元。第一半導體層包括氮化物半導體。第二半導體層包括氮化物半導體。發光單元被設置在第一半導體層和第二半導體層之間。發光單元包括多個阱層和多個勢壘層，所述多個阱層與所述多個勢壘層交替堆疊。阱層包括最接近第二半導體層的第一p側阱層、以及第二最接近第二半導體層的第二p側阱層。第一p側阱層的激子（exciton）的定域能（localization?energy）小于第二p側阱層的激子的定域能。

根據一個實施方式，公開了一種用于制造半導體發光元件的方法。該方法可以包括形成含有氮化物半導體的n型第一半導體層，在第一半導體層上通過交替堆疊阱層和勢壘層形成含有多個阱層和多個勢壘層的發光單元、以及在發光單元上形成含有氮化物半導體的p型第二半導體層。阱層包括最接近第二半導體層的第一p側阱層、以及第二最接近第二半導體層的第二p側阱層。第一p側阱層的激子的定域能小于第二p側阱層的激子的定域能。

根據本發明的實施方式，可以提高半導體發光元件的發光效率。

附圖說明

圖1A和圖1B是示出了根據第一實施方式的半導體發光元件的示意性截面圖。

圖2A和圖2B是示出了半導體發光元件的特性的曲線圖。

圖3是示出了半導體發光元件的特性的曲線圖。

圖4是示出了半導體發光元件的特性的曲線圖。

圖5是示出了半導體發光元件的特性的曲線圖。

圖6是示出了半導體發光元件的特性的曲線圖。

圖7是示出了根據第二實施方式的用于制造半導體發光元件的方法的流程圖。

具體實施方式

根據一個實施方式，半導體發光元件包括n型的第一半導體層、p型的第二半導體層和發光單元。第一半導體層包括氮化物半導體。第二半導體層包括氮化物半導體。發光單元被設置在第一半導體層和第二半導體層之間。發光單元包括多個阱層和多個勢壘層，所述多個阱層與所述多個勢壘層交替堆疊。阱層包括最接近第二半導體層的第一p側阱層、以及第二最接近第二半導體層的第二p側阱層。第一p側阱層的激子的定域能小于第二p側阱層的激子的定域能。

根據一個實施方式，公開了一種用于制造半導體發光元件的方法。該方法可以包括形成含有氮化物半導體的n型第一半導體層，在第一半導體層上通過交替堆疊阱層和勢壘層形成含有多個阱層和多個勢壘層的發光單元、以及在發光單元上形成含有氮化物半導體的p型第二半導體層。阱層包括最接近第二半導體層的第一p側阱層、以及第二最接近第二半導體層的第二p側阱層。第一p側阱層的激子的定域能小于第二p側阱層的激子的定域能。

如下將參考附圖描述各實施方式。

附圖是示意性或概念性的，并且各部分的厚度和寬度之間的關系、各部分之間的大小比例等無需與其實際值相同。進一步地，即便是相等同的部分，其尺寸和/或比例也可以在各附圖之間不同地顯示。

在本申請的附圖和說明書中，類似于關于以上附圖描述的那些部件用相似的參考編號標記，并且適當地省略對其的詳細描述。

第一實施方式

圖1A和圖1B是示出了根據第一實施方式的半導體發光元件的示意性截面圖。

圖1B示出了圖1A的一部分。

如圖1A所示，根據實施方式的半導體發光元件110包括第一半導體層10、第二半導體層20和發光單元30。發光單元30被設置在第一半導體層10和第二半導體層20之間。

第一半導體層10包括氮化物半導體。第一半導體層10是n型。第二半導體層20包括氮化物半導體。第二半導體層20是p型。

在此例中，在基底5上設有緩沖層6，并且在該緩沖層6上設有第一半導體層10、多層結構體40、發光單元30和第二半導體層20。

基底5例如包括藍寶石基底（例如，c平面藍寶石基底）。基底5例如可以包括Si、GaN、SiC、ZnO等的基底。